多孔硅基金屬氧化物納米復(fù)合材料的制備與氣敏性能研究.pdf

1、多孔硅作為一種新興的微納結(jié)構(gòu)材料，由于其特殊的微觀形貌和結(jié)構(gòu)，在氣敏傳感器方面具有巨大的應(yīng)用潛力。本文主要針對多孔硅、多孔硅基 ZnO納米結(jié)構(gòu)復(fù)合材料與多孔硅基Cu2O納米薄膜復(fù)合材料的制備與氣敏性能進(jìn)行研究。
　　采用雙槽電化學(xué)腐蝕法在電阻率為10-15Ωcm的p型<100>晶向的單晶硅片上制備出孔徑約為1.5μm，孔洞均勻有序的多孔硅層。研究結(jié)果表明，腐蝕時(shí)間對多孔硅微觀形貌、結(jié)構(gòu)和氣敏特性有重要的影響。當(dāng)達(dá)到一定的腐蝕時(shí)間以

2、后，多孔硅的孔徑達(dá)到飽和，腐蝕朝縱深方向進(jìn)行。氣敏測試結(jié)果表明，多孔硅對NH3比對NO2表現(xiàn)出更好的氣敏性能，而且氣敏靈敏度隨著孔隙率的增加而增大，響應(yīng)/恢復(fù)時(shí)間隨著孔洞深度的增加而增加。采用合適的腐蝕時(shí)間制備的多孔硅對NH3表現(xiàn)出高靈敏度，優(yōu)良的響應(yīng)/恢復(fù)性能和氣敏選擇性能。
　　采用電化學(xué)沉積法在多孔硅基底沉積了ZnO納米片、ZnO納米棒等ZnO納米結(jié)構(gòu)材料，研究了ZnO納米結(jié)構(gòu)/PS復(fù)合材料的微觀形貌、結(jié)構(gòu)和氣敏特性。氣敏測

3、試結(jié)果表明 ZnO納米結(jié)構(gòu)/PS復(fù)合材料氣敏傳感器的工作溫度為室溫, ZnO納米片/PS復(fù)合材料傳感器由于其較高的比表面積以及特殊的形貌和結(jié)構(gòu)，對NO2氣體表現(xiàn)出高靈敏度，優(yōu)良的響應(yīng)/恢復(fù)性能、氣敏穩(wěn)定性能和氣敏選擇性能。室溫下，其對1ppm的NO2氣敏靈敏度達(dá)到5.8左右。
　　采用電化學(xué)沉積法在多孔硅表面沉積了Cu2O納米薄膜，研究了Cu2O納米薄膜/PS復(fù)合材料的微觀形貌、結(jié)構(gòu)和氣敏特性。氣敏測試表明Cu2O納米薄膜/PS復(fù)